Одной из главных задач безвирусного семеноводства картофеля является выращивание качественных семян в условиях защищенного грунта (теплица) [1, 2, 10, 11]. В последнее время для выращивания мини-клубней все большее внимание уделяется применению биологических методов, в частности обработки биологическими стимуляторами роста растений.

Стимуляторы роста – это большая группа природных и синтетических органических соединений, которые в малых дозах оказывают существенное влияние на ростовые и физиолого-биохимические процессы, которые проявляются чаще всего в стимулировании собственного иммунитета, что позволяет в дальнейшем растениям индуцировать неспецифическую устойчивость к действию различного рода фитопатогенов и неблагоприятным факторам (засуха, стресс при пересадке) [4, 5, 13, 14].

К таким стимуляторам роста относится биологический препарат нового поколения Рибав-Экстра, представляющий собой продукт метаболизма микоризных грибов, экстрагированных из корней женьшеня. Действующим веществом данного препарата являются аминокислоты – L – аланин (0,00152 г/л) и L – глутаминовая кислота (0,00196 г/л).

Механизм действия состоит в том, что аминокислоты включаются в синтез структурных и ферментных белков, регулирующих процессы деления, роста и дифференцировки клеток в период роста и образования корней растений. Благодаря корнеобразующей активности и способности к быстрой регенерации растительных тканей препарат Рибав-Экстра рекомендован для введения в состав питательной среды при выращивании растений in vitro [8, 15].

Рибав-Экстра стимулирует развитие мицелия микоризных грибов, находящихся в симбиозе с корнями растений, и синтез фитогормонов, что приводит не только к усилению роста и развития корневой системы, но и к повышению устойчивости к болезням и неблагоприятным факторам окружающей среды.

Поэтому данный агроприем, по мнению некоторых ученых [2, 6], перспективен, так как способствует сглаживанию стрессовых явлений, возникающих при пересадке микрорастений в качественно новые условия и получению большого количества мини-клубней, что особенно важно в системе семеноводства при выращивании в условиях защищенного грунта.

Цель и задачи исследования

Определить оптимальные концентрации стимулятора роста Рибав-Экстра для внесения в питательную среду МС, а также проведения прикорневых обработок растений картофеля в условиях защищенного грунта. Для этого необходимо решить следующие задачи:

1) изучить влияние Рибав-Экстра на рост и развитие меристемных растений in vitro;

2) изучить влияние Рибав-Экстра на биометрические показатели растений картофеля в условиях теплицы;

3) изучить влияние препарата на урожайность и коэффициент размножения картофеля.

Материалы и методы исследования

Экспериментальная работа проводилась в биотехнологической лаборатории и теплице ООО «Элитхоз» Борского района Нижегородской области в 2014–2016 гг. В данных лабораторно-производственных опытах использовали оздоровленный меристемный материал картофеля Ред Скарлетт зарубежной селекции.

В схему опыта включены 3 варианта: 1 (контроль) – стандартная питательная среда Мурасиге – Скуга (МС); 2 – МС + Рибав-Экстра (0,1 мл/л); 3 МС + Рибав-Экстра (0,05 мл/л). Концентрация препарата в лабораторном опыте – 0,1 мл/л; 0,05 мл/л. Препарат Рибав-Экстра добавляли в питательную среду на последнем этапе черенкования. В лабораторных условиях определяли биометрические показатели растений in vitro.

Лабораторно-производственные опыты закладывали и обрабатывали в соответствии с установленной методикой [3]. Общая площадь делянки составляла 28 м2, учетная – 14 м2, повторность опыта четырехкратная, расположение делянок систематическое. Схема посадки – 70?24 см. Во время вегетации проводили двукратную прикорневую обработку в дозах 0,1 мл/л и 0,05 мл/л. Первую обработку проводили через 7 дней после посадки меристемных растений, вторую – через 14 дней. Концентрация препарата соответствовала рекомендуемой согласно инструкции по применению.

В течение вегетационного периода в условиях защищенного грунта определяли биометрические показатели растений и урожайность. Учет урожая проводили весовым способом путем взвешивания всех клубней с делянки. Учеты и наблюдения проводили по общепринятым методикам [7].

В период вегетации по мере необходимости производили поливы и обработку против колорадского жука и фитофтороза.

Результаты исследования и их обсуждение

Исследования показали, что добавление в питательную среду Мурасиге – Скуга препарата Рибав-Экстра в исследуемых концентрациях (0,1 мл/л и 0,05 мл/л) на последнем этапе черенкования оказало положительное влияние на биометрические показатели микрорастений картофеля сорта Ред Скарлетт в культуре in vitro (табл. 1).

Наблюдения за морфогенезом меристемных растений в условиях in vitro показали, что при добавлении в питательную среду препарата Рибав-Экстра высота растений и количество междоузлий возрастали, причем в большей степени это происходило в варианте с применением препарата в меньшей концентрации (0,05 мл/л). Так, на 21-й день культивирования высота растений увеличилась на 14,1–6,6 мм в зависимости от концентрации, по сравнению с контролем.

Также произошло и увеличение числа междоузлий на стебле при внесении препарата Рибав-Экстра в питательную среду. Через три недели выращивания количество междоузлий стало больше на варианте с применением препарата в концентрации 0,05 мл/л – на 1,5 шт., по сравнению с контролем. На варианте с применением препарата в концентрации 0,1 мл/л междоузлий образовалось незначительно меньше – на 0,9 шт.

При черенковании меристемных растений в культуре in vitro важно получить не только большее количество междоузлий, но и их оптимальную длину, чтобы имелась возможность делить растения на микрочеренки для дальнейшего черенкования в питательную среду. В нашем опыте в вариантах с обеими концентрациями отмечены сегменты с одинаковой длиной, пригодной для дальнейшего черенкования.

Процесс образования корней – это главный и необходимый фактор для культивирования микрорастений in vitro, особенно это важно на последнем этапе микрочеренкования перед высадкой растений в условия защищенного грунта для последующего выращивания, с целью получения мини-клубней. Микрорастения с более мощной корневой системой в почве быстрее приживаются, от этого в первую очередь зависит их дальнейшее развитие.

Применение препарата Рибав-Экстра в концентрации 0,05 мл/л вызвало максимальное увеличение длины корней – в 1,4 раза, по сравнению с контролем. При повышении концентрации препарата в питательной среде длина корней также увеличивается, но в меньшей степени – в 1,2 раза, по сравнению с контрольным вариантом.

Препарат Рибав-Экстра в исследуемых концентрациях способствовал увеличению ростовых показателей, однако в большей степени это происходило в варианте с применением большей концентрации – 0,05 мл/л.

За период исследования у меристемных растений картофеля сорта Ред Скарлетт в культуре in vitro с применением препарата Рибав-Экстра в используемых концентрациях не отмечено внешних изменений по форме, размеру и опушенности листовых пластинок и стеблей. По мнению некоторых исследователей [2, 12], препараты антистрессового действия сохраняют устойчивость морфологической структуры растения. Следовательно, препарат Рибав-Экстра в данных концентрациях не вызывает у растений, культивируемых in vitro модификационных нарушений, связанных с изменением фенотипа и имеющих в большинстве случаев адаптивный характер.

Применение препарата Рибав-Экстра при выращивании картофеля в теплице способствовало также увеличению биометрических показателей растений (табл. 2).

Высота основного стебля в опытных вариантах увеличилась на 43,6–36,2 %, в зависимости от концентрации, по сравнению с контролем. Двукратная прикорневая обработка растений препаратом в концентрации 0,1 мл/л оказала более стимулирующее действие на высоту растений.

Помимо увеличения высоты растений, также было установлено и увеличение количества стеблей в кусте – на 28,3–10,9 %, по сравнению с контрольным вариантом. Наряду с увеличением надземной массы растений отмечено увеличение и подземной части, т.е. массы корней на опытных вариантах с применением препарата – на 28,3–20,0 % соответственно, по сравнению с контролем.

Таблица 1

Влияние препарата Рибав-Экстра на биометрические показатели сорта Ред Скарлетт в условиях in vitro (в среднем за 2014–2016 гг.)